(主持人)咱们今天的话题要从城市污水处理说起。这城市污水处理和农业生产能扯上啥关系呢?其实,城市污水经过净化后产生出的副产品,也就是污泥,那可是做成有机肥的上好材料。可关键是,怎么才能把又脏又臭的污泥变成安全的肥料,这里面的学问可就大了。
这污泥呢,是城市生活污水经过净化后产生出的副产品,但是用污泥做肥料,这说法乍听起来有点玄,难道用泥巴也能做成肥料吗?为了消除大家的疑虑,咱先得给污泥验明正身,搞清楚它到底是什么东西才行。
(采访)广东省东莞市污水处理厂工程师张雪芬:污泥不是泥,污泥像泥的样子,但其实是很多微生物的集合体。
如果用显微镜看,其实是一些原生动物,微生物类的东西。
原来,污泥和土地里面的泥巴不是一回事,它们含有的成分是完全不同的。泥巴呢是我们平常种花种菜的泥土,它的主要成分是土壤,而污泥的主要成分则是微生物,而且,这污泥的出身也和泥土一点都不沾边,污泥来自生活污水。那么,污泥里的微生物又是怎么产生的呢?
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要想弄明白这个问题,就要知道,城市里的生活污水通过地下管道输送到污水处理厂后,是怎么除掉污染的。这个过程,主要就是在污水中输入氧气,在氧气的作用下,污水中大量的好氧微生物把污染物统统吃掉,水里的污染物被除掉了,经过净化的水就可以排放到江河湖海中去了。而立下功劳的好氧微生物在化学反应的过程中,不断地生长、繁殖、死亡,最终都聚集到一起沉淀下来,变成了污泥。
每天,都会有大量的生活污水源源不断的流进污水处理厂,大量的污泥也就不可避免的被沉淀出来。这些污泥又脏又臭污染环境,如果能够做成肥料,当然是变废为宝的大好事!可是,污泥到底是不是那块料呢?
早在18世纪的时候,法国著名作家雨果就在他的著作《悲惨世界》中有过这么一段话,意思是说当时每一个中国农民进到城里的时候,都忘不了用扁担挑两桶满满的粪尿带回去,干什么呢?做成肥料用来种庄稼。把城镇中的人粪尿挑回农村用在田里当肥料,这个做法一直沿袭了很久。但是,今天我们已经看不到这个情景了,因为,如今城市里的生活污水都被集中送到了污水处理厂。不过,沉淀出来的污泥,主要还是来自人粪尿,所以,从污泥的成分来看,是完全具备做成有机肥的条件的。
(采访)中国农业大学教授李季:污泥的有机质含量,氮磷钾养分含量,很多时候和养殖场的畜禽粪便基本是一个水平,有时候污泥的有机质比牛粪还要高,所以它是一个很好的养分资源。
有机质含量高,污泥作肥料的确具有很大的优势,不过,用在植物上实际效果究竟如何,还得让它到土地里去试试!农业专家们用污泥做成的肥料分别在苗木、大田作物和果树上进行了大量的试验,就是要看看这污泥的实战效果如何。
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广东省东莞市林科所的专家在苗木上做了一个对比试验,把污泥按不同的比例和普通的泥土进行混合,装在袋子里,来培育同一种苗木。一共是五组,第一组没有加任何污泥,后面的几组分别加了10%,20%,30%和40%的污泥。一年以后再观察五组试验的树苗,长势出现了明显的差别。
(采访)广东省东莞市林业科学研究所生态林业研究室主任刘颂颂:没有用污泥或者用的比较少的,它生长没有后劲,如果加了污泥以后,生长后劲明显提高。加了40%污泥这个树苗生长有1.3米,1.4米这么高,加了30%污泥的树苗1.25米,加了20%污泥的树苗一米都不到,加10%污泥的这个只有45厘米。几乎没怎么长
只用普通的泥土种,苗子很容易出现营养不良。如果把污泥当作有机肥来用,能出好苗子吗?您看,用了污泥的苗子成活率高,长势旺盛,特别是污泥达到一定量的时候,苗木生长又快又结实。
污泥肥料用在苗木上,效果不错,那我们再去大田里看看。中国农业大学的专家们从2002年开始就做了一系列的试验,是用污泥和其它不同的肥料施在小麦和玉米地里,来进行对比。
(采访)中国农业大学曲周实验站高级农艺师杨合法:从2002年开始,每年种植一茬小麦一茬玉米,从产量来说,我们总结了一下,小麦和玉米每年的总产,平均下来,得出结论,污泥肥料对作物的产量贡献最大,产量最高。
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其实,在作物生长的头一两年,污泥的优势并没有完全显现出来,但随着年头的增加,这污泥的后劲就上来了。
(采访)中国农业大学曲周实验站段英旗:2003、2004年两年用化肥的产量比较高,从2005到2008年底啊表现,污泥肥料表现最好。
为什么污泥能够后来居上,发挥出更大的优势呢?因为它发挥的是一种综合效益,不但肥效长,能给作物长时间提供充足的营养,最关键的是,污泥肥料带来的大量的有机质,在滋养作物的同时,还能改良土壤,是从根本上改善作物的生长环境,达到一个良性的可持续发展,所以,作物的收成自然一年比一年好。
污泥制成的有机肥料用在苗木和大田作物上,都显示了很好的肥效。而在果树上的试验也很成功。
(采访)荔枝农户:去年我们放那些有机肥,进来那些游客说,今年荔枝好像甜一点,皮比较光滑一点,大个一点。
把污泥做成的有机肥用到土壤中,植物个头儿长得高,果子也甜,而且还有个更大的意义,那就是帮助土壤完成了一个生态循环。
(采访)李季:污泥,这些人粪尿最初都是从农田、食品来的,从农业里面来说,是碳的循环,你把碳从土地拿走,你就要归还回去,我们把可利用的污泥进行处理做成肥料归还给农田。
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作物在生长过程中,从土壤里吸收走了氮磷钾、微量元素等等各种养分,然后我们吃掉了作物的果实,吸收了营养,再排泄出来,最后经过污水处理厂处理产生的副产品——污泥又带着各种养分回到土地,这不正好是一个循环嘛。
(采访)中国农业科学院教授蔡永平:如果你不把这块再还回土壤去,包括动物也是,不排回去,那土壤就缺这块,慢慢的土壤缺这块,它就贫瘠了,就形成一个断链了,这个链条一断就不能再提供了,就像光挤奶,不给吃草一样。
把污泥做成的肥料再用回土地,正好能把这个生态循环的链条闭合起来,有了完整的链条,大地才能生生不息的循环发展下去。
(主持人)把污泥做成有机肥确实不错,可是这些臭烘烘、黏呼呼的污泥该怎么用呢?是不是我们现在推个车子去污水处理厂,拉上满满一车污泥,回来上到自家的园子里就行了呢?
目前,在不少城市的污水处理厂,污泥还只是被当作废料堆放着,所以,有些种植户听说污泥可以作肥料,觉得这实在是一种经济实用的有机肥,于是就兴冲冲地把污泥从污水处理厂买回来,想让它们在自家的地里好好发挥作用。可买回来后才发现,根本没法用。
(采访)广东省东莞市周世明:只有一车,一车就把我们都吓跑了,不敢动了,太臭,而且也像海棉一样,都从来没见过的物体,软软黏黏的,半年的时间都不能变化。
您看,这种果冻状的污泥,如果不经过专业的发酵处理,就算是放上半年,甚至更长时间,也不会有任何变化,依然是粘乎乎臭烘烘的污泥,这一车污泥可是好几吨呢,把空地占了个满满当当,闻起来就更闹心,臭气熏天的,别说拿来种花,人根本都靠近不了。这么一大堆臭哄哄的东西,时间长了还会污染环境。所以啊,直接从污水处理厂拿来的污泥,是不能就这么直接用到地里的,而且啊,咱们普通的种植户根本处理不了,必须到专业机构,用科学的方法来给污泥进行发酵,才能让污泥“变身”成为可用的肥料。咱们来看看,在专业化的处理下,污泥是怎么一步步地变身的。
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一“缩水瘦身”。
在污水处理厂的沉淀池中,沉淀出的污泥含水率高达99%,有用的物质微乎其微。要得到精华的部分,就要给污泥脱水。可是污泥不抱团儿,有很多还悬浮在水中,这样脱水的时候,还是会把污泥带出去。那么,怎么才能让污泥和水彻底分开呢。就得加絮凝剂,通过絮凝剂的作用,让污泥更紧密的集中在一起,快速地固定成型。
这样,污泥和水彻底分离,浑浊的污水变得更加清澈,对污泥的脱水处理也方便了。这时候,就可以用大型脱水机给污泥脱水了。
(采访)张雪芬:像我们洗衣服的样子,靠一个离心的作用,把水分甩出去。
用这种“甩干”的方法,出来的污泥含水率比原来大大下降了,可是仍然高达78%左右,为什么还有那么多的水分没有被甩掉呢?其实,这原因出在絮凝剂身上。因为通过絮凝作用后,污泥和水形成了一种像果冻一样的胶体,又软又粘,单靠外力很难再把里面的水挤压出去,那怎么办?这时候,就要通过发酵来打开包裹在细胞外部的絮凝剂。发酵的过程,可以使絮凝剂的高分子长链结构被打断成短链结构,没有了絮凝剂的干扰,发酵菌对微生物细胞就可以产生作用,释放出里面的水分。
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二“除臭”
专业化变身的第二个作用,就是能解决污泥臭名昭著的大问题!污泥之所以会发出特别强烈的臭味,是因为污泥中的大分子物质一直处于不断腐败降解的过程中,不断释放出硫化氢之类的臭气。一旦这种新陈代谢停止下来,臭味也会随之减弱。那么,怎样才能快点让它们停下来呢?还得靠发酵。
发酵过程中,好氧微生物能将污泥中不稳定的大分子物质,快速地降解为稳定的小分子物质,从而极大的缩短了腐败的过程,硫化氢之类的臭气也随之大大减少,也就没有了什么臭味了。
这个发酵过程,不仅去除了臭味,还有另外一个功效——帮助植物更好的吸收养分。
(采访)蔡永平:植物就好像是婴儿,那么污泥相当于是馒头,那么婴儿是不能直接吃馒头的,它吃不了的,它必须要经过一种转化
而发酵的过程,就把污泥中的原本不好吸收的营养,转化成植物容易吸收的形式。如果没有这个环节,直接把污泥施到土壤中,污泥中的大分子物质还在不断进行着分解,这个过程又需要氧气,所以就会跟植物根系争氧气,很容易导致根系缺氧而死。
(采访)蔡永平:我们叫烧根,其实不是烧根,而是它跟植物的根系争氧,最后造成植物根系缺氧而死。
所以,只有事前做好发酵,才能让污泥化害为利。
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三“去害”
专业化变身的第三个作用,是能给污泥进行无害化处理,也就是去掉“坏东西”,那么,污泥身上究竟有些什么坏东西呢?
污泥里面藏有大量的病原菌和寄生虫卵,对污泥安全是相当大的隐患,这些坏东西不除,就等于是给植物带来传染源。解决的办法还得靠发酵。污泥发酵就是通过微生物的作用,加速污泥分解,产生的热量达到一定的温度条件时,病原菌和寄生虫卵就会被统统消灭了。
只有保证科学的发酵,才能保证污泥安全地变废为宝,不过,科学的发酵不是我们一家一户能做的了的事,必须得通过专业机构来完成。
的确,咱们一家一户自己堆沤农家肥,添加辅料、搅拌、发酵、翻堆这一步步做的都没啥问题,遵循了发酵原理,沤出来的肥也不错。既然城市污水处理厂的污泥堆积如山,农民朋友为什么不能把污泥拉回去,自己发酵成肥料,却必须通过专业机构呢?因为啊,咱们自己堆沤的农家肥,大部分都是直接用自家畜禽的粪便和人粪尿,但污泥跟这些新鲜的粪尿可不是一回事。
(采访)李季:现在是什么问题,目前大城市工业发达,产生大量污染物,这些化学品污染物会随着水进入污泥里面,特别是大家关注的重金属、病原菌的问题。
这种情况下,如果农民朋友自己去用堆沤农家肥的方法处理污泥,很可能造成重金属超标、病原菌大量滋生,这样的肥用到农田里,对庄稼作物就是一个很大的污染。所以,只有对污泥进行集中处理、进行专业化的发酵,才能把污染降到最低。
(采访)蔡永平:我们现在结合的一种是物理、化学、生物联用的方法,物理方面我们用机械来给它处理,机械的进行堆翻,化学呢,我们要加一些化学的调节剂,生物我们要加入一些菌种,怎么来除臭,让它在这种联动下能够快速的发酵。
处理污泥要用这种大型机器完成堆翻搅拌,还需要给它们找专门的发酵菌、在专业的发酵池中进行分阶段的发酵,所以啊,这污泥发酵成有机肥是个系统工程,不是咱农民朋友自己能做的来的,必须在专家的指导下,由专业的机构来完成才行。
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您看,从污水处理厂出来的污泥,来到发酵车间,这第一步就要给污泥找伙伴,也就是能促成污泥发酵的专门的辅料和菌种,让它们跟污泥混在一起,污泥才能发酵。
(采访)蔡永平:这么说吧,发面,你只有面,没有面起子,没有发酵粉,你不能发酵。同样,你只有发酵粉没有面也发酵不了。
污泥就好比是面粉,而菌种、辅料就像是发酵粉,都混在一起才能起反应。。先说说发酵菌,菌种的活动需要合适的温度湿度,不同的菌需要的温度范围也不同,在不同的温湿度条件下,这些菌之间轮流发挥作用,分解不同的物质。那么辅料呢?关键要看它的碳氮比。
(采访)蔡永平:一般污泥的碳氮比只有10,而秸秆、长纤维的,包括枯枝落叶啊,碳氮比又达到很高,甚至100,如果把这二者进行协调混合以后,它的碳氮比刚好是适合发酵的最好的碳氮比,是20到30。
碳氮比高的和低的进行混合,正好互补,才能达到理想的碳氮比状态,为发酵创造了良好的条件。接下来,就要给污泥“做按摩”,也就是进行翻堆、搅拌,这样,辅料、菌种和污泥充分搅拌均匀,上下都能接触氧气,才能充分发酵。
(采访)蔡永平:一天可能翻动一次,或者两天翻动一次,就像人睡觉了要翻翻身,又喘口气,才能更好的发酵。
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第一次的发酵过程一般在7-10天就可以完成,但实际上,发酵只完成了一部分。
(采访)蔡永平:是很紧密的,里面是很紧得,几乎是打不开的,这就是我们拌完料发酵完7天以后还没有进入二次腐熟的料,也松散,但是里面还是很紧的。0421第一阶段只是把易分解的分解掉了。一次发酵完的就好像有点类似夹生饭,还没有全好,还要焖一段时间。
这个焖的过程也就是二次发酵,也叫作腐熟,大约15到17天后,发酵就很充分了。
(采访)蔡永平:腐熟好的指标就是松散了,拿来一捏很松散的状态。一腐熟的东西就很松散,像泥土一样的,有泥土的芳香味儿了。
腐熟好了的污泥,就可以作为有机肥使用了。同时,还可以进行再加工,根据不同作物生长的需要,在污泥肥料的粉末中加入氮、磷、钾以及各种微量元素,做成颗粒,使污泥肥料的养分更全面,也方便农民朋友使用。
(主持人)处理生活污泥的路有很多,有些成本太高,有些存在二次污染的问题。而选择把生活污泥做成肥料,既减轻了城市污水处理厂的负担,消灭了一个污染源,同时又可以废物利用,生产出成本比较低的有机肥。
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责编:刘岩
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